[发明专利]干式空心电抗器匝间短路监测系统、监测方法及装置

说明书

本申请涉及一种干式空心电抗器匝间短路监测系统、监测方法及装置。所述干式空心电抗器匝间短路监测系统包括：电流传感器，设置于干式空心电抗器的接地端星型架接线臂的各层包封末端出线处，用于检测各层包封内的电流；控制单元，用于获取所述电流传感器反馈的各层包封的实时电流，计算各层包封的实时电流相对于正常运行电流的电流变化率，所述电流变化率大于预设的阈值的对应包封判定为发生匝间短路故障。本发明能够实现实时在线监测，并且能够判断出匝间短路故障发生的包封，精准定位故障处。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种干式空心电抗器匝间短路监测系统、监测方法及装置。

背景技术

干式空心电抗器电感值稳定，不随负载电流大小变化，同时具有结构简单、重量轻、体积小、损耗低、维护方便等优点，在限流、滤波及无功补偿等方面得到了广泛应用。从国内外干式空心电抗器的实际运行状况和大量统计资料来看，匝间短路故障已是干式空心电抗器的主要故障。而匝间短路故障一旦发生，短路匝中由于电磁感应的作用，将流过很大的环流，产生很大的电动力；同时温度急剧升高甚至会烧毁电抗器。

目前针对空心电抗器匝间短路的检测方法主要分为离线检测法和在线监测法两大类。目前的离线检测法以脉冲振荡电压法为主，由于短路匝的存在，干式空心电抗器的等效电感减小、等效电阻增加，当对干式空心电抗器施加高频重复脉冲时，脉冲的振荡频率将会增加、衰减速度将会加快。但该方法需停电使用，周期长、成本高，施加电压较高具有一定的破坏性，且不能及时发现故障。目前已有的空心电抗器匝间短路在线监测方法主要通过检测整个电抗器设备在运行过程中的电气变化量作为判断的依据，无法定位匝间短路所在包封位置，灵敏度不足，难以广泛应用。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实时在线监测并且精准定位故障位置的干式空心电抗器匝间短路监测系统、监测方法及装置。

一种干式空心电抗器匝间短路监测系统，包括：

电流传感器，设置于干式空心电抗器的接地端星型架接线臂的各层包封末端出线处，用于检测各层包封内的电流；

控制单元，用于获取所述电流传感器反馈的各层包封的实时电流，计算各层包封的实时电流相对于正常运行电流的电流变化率，所述电流变化率大于预设的阈值的对应包封判定为发生匝间短路故障。

在其中一个实施例中，所述正常运行电流为在所述干式空心电抗器在正常工作状态，且干式空心电抗器被施加额定电压或额定电流时各层包封内的电流。

在其中一个实施例中，干式空心电抗器匝间短路监测系统还包括：

数据采集卡，用于采集所述电流传感器反馈的模拟信号电流，并进行模数转换后输出数字信号电流至所述控制单元。

一种干式空心电抗器匝间短路监测方法，应用于如上述任一项实施例的干式空心电抗器匝间短路监测系统，所述方法包括：

获取电流传感器反馈的各层包封的实时电流；

计算各层包封的实时电流相对于正常运行电流的电流变化率；

若所述电流变化率大于预设的阈值，则判定所述电流变化率对应的包封发生匝间短路故障。

在其中一个实施例中，干式空心电抗器匝间短路监测方法还包括：

在干式空心电抗器处于正常工作状态时，输出额定参数施加信号至电源，所述额定参数施加信号用于控制所述电源向干式空心电抗器施加额定电压或额定电流；

获取所述电流传感器反馈的各层包封内的电流作为所述正常运行电流。

在其中一个实施例中，所述计算各层包封的实时电流相对于正常运行电流的电流变化率的步骤包括：

对所述实时电流进行傅里叶变换分析，提取额定频率的电流分量；